在信道編碼的發展進程中,編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限,且譯碼復雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼,這種碼在接近香農極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率,它的出現在編碼界引起了廣泛的關注,并成為編碼研究領域最新的發展方向之一。但Turbo碼也有其缺點,由于交織器的存在,致使譯碼復雜度高,譯碼時延長且因為低碼重碼字,存在錯誤平臺現象。在Turbo碼的基礎上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘積碼,Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優點,又因為Turbo乘積碼的構造采用了線性分組碼,所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應用到各種通信場合,大有取代傳統的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理,闡述了涉及到的基礎知識;又據Turbo乘積碼目前的應用狀況,回顧了Turbo碼的發展歷史;其次,根據Turbo乘積碼的構造原理,探討了構造的方法,交織類型,子碼的選擇及子碼的性能;再次,研究了Turbo乘積碼的概率譯碼,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的譯碼算法;最后通過軟件仿真實現了該迭代譯碼算法,得到的結果達到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實現系統的設計方案。據實際工作中碰到的非標準信號,給出了整體模塊設計圖,及相應模塊的功能和模塊問連接的各種參數。并實現了模態下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據研究中碰到的各種問題,提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時間: 2013-07-02
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上傳時間: 2013-07-20
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隨著超聲檢測理論逐漸成熟,以及現代集成電路的快速發展,超聲檢測技術以其快速、準確、無污染、低成本等特點,成為國內外應用廣泛、發展迅速、使用頻率最高的一種無損檢測技術。其中超聲儀器的發展水平直接影響著超聲檢測技術的發展。數字化、圖像化、小型化和實時化等是超聲檢測儀器的發展趨勢。傳統的超聲檢測系統中,PC機存在難以適應惡劣的工作環境,體積大,攜帶不方便,功耗大,數據傳輸率不高等問題,并且大部分便攜式超聲探傷儀缺乏對復雜數字信號處理算法的支持,因此開發與設計一種高性能、小型化的便攜式超聲探傷檢測系統尤為重要。 ARM的數字信號處理能力和DSP的系統控制能力都有其各自弱點,所以文中提出了一種基于ARM與DSP雙CPU方案的便攜式超聲探傷儀,充分利用了ARM與DSP的處理性能,接口簡單。ARM利用DSP的主機接口與DSP通信,不會打斷DSP的正常運行。本方案為復雜的信號處理算法提供硬件支持,可以有效的提高便攜式超聲探傷儀器的信號處理能力。 超聲探傷回波中的缺陷信號往往與系統的電噪聲、金屬組織噪聲混在一起,影響超聲檢測回波的信噪比。粗晶材料由于其微觀結構對超聲的強烈散射,造成嚴重的材料噪聲和信號衰減,致使超聲檢測靈敏度和信噪比嚴重下降。目前,對粗晶材料的檢測仍然是超聲檢測技術的一大難題。采用信號處理技術提高超聲檢測能力和信噪比是無損檢測領域的重要研究課題。本文在設計具備復雜信號處理能力的便攜式探傷儀的基礎上,進行了適合在便攜式儀器上實現的小波變換算法的研究,嘗試提高便攜式儀器對粗晶材料缺陷的檢測能力。
上傳時間: 2013-04-24
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LDPC(低密度奇偶校驗碼)編碼是提高通信質量和數據傳輸速率的關鍵技術。LDPC碼應用于實際通信系統是本課題的研究重點。實際通信要求在LDPC碼長盡量短、碼率盡量高及硬件可實現的前提下,結合連續相位MSK調制,滿足歸一化信噪比SNR=2dB時,系統誤碼率低于10-4。根據課題背景,本文主要研究基于FPGA的LDPC編碼器設計與實現。 LDPC碼的編碼復雜度往往與其幀長的平方成正比,編碼復雜度大,成為編碼硬件實現的一個障礙;論文針對實際系統的預期指標,通過對多種矩陣構造算法的預選方案及影響LDPC碼性能參數仿真分析,基于1/2碼率,1024和2048兩種幀長,設計了三種編碼器的備選方案,分別為直接下三角編碼器,串行準循環編碼器和二階準循環編碼器。 對于每種編碼器,分別設計了其整體結構,并對每種編碼器的功能模塊進行深入研究,設計完成后利用第3方軟件MODELSIM對編碼器進行了時序仿真;根據時序仿真結果和綜合報告對三種編碼方案進行比較,最終選擇串行準循環編碼器作為硬件實現的編碼方案。 最后,在FPGA中硬件實現了串行準循環編碼器并對其進行測試,利用MATLAB仿真程序和串口通信工具最終驗證了這種編碼器的正確性和硬件可實現性。
上傳時間: 2013-08-02
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海信HDP2919彩電電路圖海信HDP2919彩色電視機電路圖,海信HDP2919彩電圖紙,海信HDP2919原理圖。
上傳時間: 2013-06-18
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常模信號是一類非常重要的信號,而專門應用于常模信號的常模算法[1]具有復雜度較低、實現起來比較簡單、對陣列模型的偏差不敏感等顯著的優點。因此,常模算法引起了眾多學者的廣泛關注。近年來,常模算法在多用戶檢測領域[2]的研究越來越受到諸多學者的關注。不僅如此,常模算法在其他領域也是備受矚目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等領域的應用也是目前研究的熱點。除此之外,常模算法已經不僅僅局限在應用于常模信號,也可應用于多模信號[3]等。 本文對常模算法在多用戶檢測領域的應用以及FPGA[4]實現作了較多的研究工作,共分六章進行闡述。第一章為緒論,介紹了論文相關背景和本文的結構;第二章首先對常模算法作了理論分析,并改進了傳統的2-2型常模算法,我們稱之為M2-2CMA,它在誤碼率性能上有一些改善;之后在MATLAB平臺上搭建了仿真平臺,分析了常模算法在多用戶檢測中的應用;第三章研究了相關文獻,簡單介紹了FPGA概念及其設計流程和設計方法,并對VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡要介紹;第四章則詳細介紹了常模算法的FPGA實現,用一種基于統計數據的方法確定了數據位長及精度,提出了其實現的系統框圖,并詳細闡述了各主要模塊的設計與實現,同時給出了最后的報告文件以及最高數據處理速度;第五章則在MATLAB平臺和QuartuslI的基礎上搭建了一個仿真平臺,借助于平臺分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺后的性能,對不同的精度對系統性能的影響做了討論,也統計了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對全文的總結和對未來的展望。
上傳時間: 2013-06-23
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低密度校驗碼(LDPC,Low Density Parity Check Code)是一種性能接近香農極限的信道編碼,已被廣泛地采用到各種無線通信領域標準中,包括我國的數字電視地面傳輸標準、歐洲第二代衛星數字視頻廣播標準(DVB-S2,Digital Video Broadcasting-Satellite 2)、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來4G通信系統中的核心技術之一。 當今LDPC碼構造的主流方向有兩個,分別是結合準循環(QC,Quasi Cyclic)移位結構的單次擴展構造和類似重復累積(RA,Repeat Accumulate)碼構造。相應地,主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高,但是需要較多的寄存器和ROM資源;基于迭代譯碼的編碼算法實現簡單,但是吞吐量不高,且不容易構造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構造和編碼算法之后,結合編譯碼器綜合實現的復雜度考慮,提出了一種切實可行的基于二次擴展(Dex,Duplex Expansion)的QC-LDPC碼構造方法,以實現高吞吐量的LDPC碼收發端;并且充分利用該類碼校驗矩陣準循環移位結構的特點,結合RU算法,提出了一種新編碼器的設計方案。 基于二次擴展的QC-LDPC碼構造方法,是通過對母矩陣先后進行亂序擴展(Pex,Permutation Expansion)和循環移位擴展(CSEx,Cyclic Shift Expansion)實現的。在此基礎上,為了實現可變碼長、可變碼率,一般編譯碼器需同時支持多個亂序擴展和循環移位擴展的擴展因子。本文所述二次擴展構造方法的特點在于,固定循環移位擴展的擴展因子大小不變,支持多個亂序擴展的擴展因子,使得譯碼器結構得以精簡;構造得到的碼字具有近似規則碼的結構,便于硬件實現;(偽)隨機生成的循環移位系數能夠提高碼字的誤碼性能,是對硬件實現和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復用,使得實現復雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求,新編碼器結構完全拋棄了RU算法中串行的前向替換(FS,Forward Substitution)模塊,同時簡化了流水線結構,由原先RU算法的6級降低為4級;為了縮短編碼延時,設計時安排每一級流水線計算所需的時鐘數大致相同。 這種碼字構造和編碼聯合設計方案具有以下優勢:相比RU算法,新方案對可變碼長、可變碼率的支持更靈活,吞吐量也更大;相比基于生成矩陣的編碼算法,新方案節省了50%以上的寄存器和ROM資源,單位資源下的吞吐量更大;相比類似重復累積碼結構的基于迭代譯碼的編碼算法,新方案使高性能LDPC碼的構造更為方便。以上結果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗證。 通過在實驗板上實測表明,上述基于二次擴展的QC-LDPC碼構造和相應的編碼方案能夠實現高吞吐量LDPC碼收發端,在實際應用中具有很高的價值。 目前,LDPC碼正向著非規則、自適應、信源信道及調制聯合編碼方向發展。跨層聯合編碼的構造方法,及其對應的編碼算法,也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。
上傳時間: 2013-07-26
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數字圖像的壓縮是解決圖像數據量大、存儲和傳輸困難的基本措施。圖像壓縮的方法很多,一般可分為有損壓縮和無損壓縮兩大類。有損壓縮允許一定程度的信息丟失,在滿足實際應用的條件下能夠取得較高的壓縮比;無損壓縮不允許信息丟失,但是壓縮比難以提高。在醫學圖像、遙感圖像等應用領域,對于圖像的壓縮比和失真度都有著較高要求,因此需要采用近無損壓縮的方法。近無損壓縮是有損壓縮和無損壓縮的一個折衷,允許一定的失真,能夠獲得高保真還原圖像的同時,得到比無損壓縮更高的壓縮比。 JPEG-LS是連續色調靜止圖像無損和近無損壓縮的國際標準,算法復雜度低,壓縮性能優越,但是JPEG-LS對不同圖像壓縮時壓縮比不可控制。本文在研究JPEG-LS近無損圖像壓縮算法的基礎上,針對具體應用背景,提出了一種基于塊的近無損壓縮方法。進一步利用圖像局部紋理特性分析,對不同特性的區域容忍不同的信息丟失程度,實現了對圖像壓縮的碼率控制。針對某工程應用中的具體要求,我們以FPGA為平臺,采用Verilog HDL語言對改進算法進行了硬件實現。 實驗結果證明,這種基于塊的具有碼率控制的近無損圖像壓縮算法,在實現較為精確的碼率控制的同時,能夠獲得較高的還原圖像質量,而且硬件實現復雜度低,能夠滿足對圖像的實時壓縮要求。
上傳時間: 2013-06-18
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在雷達信號偵察中運用寬帶數字接收技術是電子偵察的一個重要發展方向。數字信號處理由于其精度高、靈活性強、以及易于集成等特點而應用廣泛。電子系統數字化的最大障礙是寬帶高速A/D變換器的高速數據流與通用DSP處理能力的不匹配。而FPGA的廣泛應用,為解決上述矛盾提供了一種有效的方法。 本文利用FPGA技術,設計了具備高速信號處理能力的寬帶數字接收機平臺,并提出了數字接收機實現的可行性方法,以及對這些方法的驗證。具體來說就是如何利用單片的FPGA實現對雷達信號并行地實時檢測和參數估計。所做工作主要分為兩大部分: 1、適合于FPGA硬件實現的算法的確定及仿真:對A/D采樣信號采用自相關累加算法進行信號檢測,利用信號的相關性和噪聲的獨立性提高信噪比,通過給出檢測門限來估計信號的起止點。對于常規信號的頻率估計,采用Rife算法。通過Matlab仿真,表明上述算法在運算量和精度方面均有良好性能,適合用作FPGA硬件實現。 2、算法的FPGA硬件實現:針對原算法中極大消耗運算量的相關運算,考慮到FPGA并行處理的特點,將原算法修改為并行相關算法,并加入流水線,這樣處理極大地提高了系統的數據吞吐率。采用Xilinx公司的Virtex-4系列中的XC4VSX55芯片作為開發平臺完成設計,系統測試結果表明,本設計能正常工作,滿足系統設計要求。 文章的最后,結合系統設計給出幾種VHDL優化方法,主要圍繞系統的速度、結構和面積等問題展開討論。
上傳時間: 2013-06-25
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近年來,隨著網絡技術的發展和視頻編碼標準受到廣泛接受,視頻點播、視頻流和遠程教育等基于網絡的多媒體業務逐漸普及。為了對擁有不同終端資源,不同接入網絡以及不同興趣的用戶提供靈活的多媒體數據訪問服務,多媒體數據的內容需要根據應用環境動態調整,轉碼正是實現這一挑戰性任務的關鍵技術之一。 視頻轉碼對時間的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規定的時間內完成必要的運算。因此,必須為這樣的運算設計一個專用的高速硬線邏輯電路,在高速FPGA器件上實現或制成高速專用集成電路。用高密度的FPGA來構成完成轉碼算法所需的電路系統,實現專用集成電路的功能,因其成本低、設計周期短、功耗小、可靠性高、使用靈活等優點而成為適合本課題的最佳選擇。 本文根據MPEG-2中可變長編碼(VLC)理論,采用了兩級查找表減少了VLC存儲空間的使用,完成VLC編碼的實現。根據MPEG-2中關于System Packet的定義,針對FPGA可實現性,以空間換取復雜度的減少,實現了PES包的打包模塊。根據MPEG-2相應的轉碼理論,完成了對系統解碼模塊相應的連接和調試,對解碼模塊以真實的bit流進行了貼近板級的情況的仿真。根據MPEG-2中TM5的算法的局限性,分析得出只需要對P幀進行相應處理即可改進場景變換對視頻質量的影響,完成對TM5的算法的改進。通過性能估算和電路仿真,各模塊的吞吐率能夠滿足轉碼系統的要求。
上傳時間: 2013-07-22
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